CN102560248A - 一种锚杆钢的生产方法 - Google Patents

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王全礼
康红普
李艳平
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程四华
王立峰
刘健
鲁丽燕
刘志忠
王新华
赵洪涛
张崴
刘斌
李睿英
吴拥政
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Abstract

一种锚杆钢的生产方法，属于轧钢技术领域。工艺步骤包括：转炉冶炼、钢包钒微合金化、LF精炼、全保护浇铸、钢坯检查、加热炉加热、柔性控制轧制到轧后超快冷控制冷却。其中钢坯材质为中碳低合金钢，LF精炼周期按60min/炉-70min/炉控制，连铸过程采用130mm2小方坯全保护浇铸，轧后采用两段式分级控制冷却方式。优点在于，满足高强度与高塑韧性的成分、组织及生产工艺设计，无缺陷铸坯和洁净钢技术控制，特别适用于深井煤炭开采对煤矿巷道支护安全性要求高的锚杆钢生产。

Description

一种锚杆钢的生产方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种锚杆钢的生产方法。
背景技术
锚杆钢主要应用于煤矿井下巷道支护工程，对保证巷道畅通、井下安全作业及煤矿行业的建设与生产具有重要作用。随着国家煤炭工业的迅速发展和开采规模的不断扩大，煤矿开采多数是在地层深处作业，煤炭安全生产已成为制约我国煤矿发展的突出问题之一。我国煤矿事故死亡人数远超过世界上其它主要采煤国家，除了跟我国的煤井结构、管理等因素有关外，从煤矿巷道使用锚杆钢来讲，我国落后较多，表现为强度低、钢质洁净度低、冲击韧性差。
出于增强深井支护安全性、提高作业率和降低工程总造价的需要，煤炭行业迫切需要高强度级别的锚杆钢，目前，该级别锚杆钢(Rel≥600Mpa、Rm≥840MPa、Rel/Rm≤0.72、A5≥20％、冲击功20℃，Akv≥34J)在国内尚属空白，并没有成功的技术开发经验可以借鉴。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锚杆钢的生产方法，解决了高强度级别的锚杆钢生产问题。
锚杆钢钢坯材质为中碳低合金钢，工艺流程为转炉冶炼、钢包钒微合金化、LF精炼、全保护浇铸、钢坯检查、加热炉加热、柔性控制轧制到轧后超快冷控制冷却。
具体工艺步骤及控制的技术参数如下：
1、钢坯材质为中碳低合金钢，其化学成份按重量百分比为：C：0.30-0.45％、Si：1.35-1.75％、Mn：0.60-1.00％、V：0.07-0.13％、P≤0.035％、S≤0.035％、Ti≤0.02％、余量为Fe；
2、LF精炼周期按60min/炉-70min/炉控制；
3、连铸过程采用130mm2小方坯全保护浇铸，按6-8流组织浇注，全保护浇注周期40min/炉-70min/炉；中间包钢水液面高度650-700mm，中间包钢水目标过热度20-28℃，拉速为2.5m/min-2.7m/min，中间包采用高碱性覆盖剂(二元碱度≥3.5)，Mg-C质水口及塞棒；结晶器采用XLZ-53B保护渣，控制连铸坯缩孔级别0.5-1.5级；二冷比水量为0.85/kg-0.95L/kg钢；
4、轧制过程开轧温度1040℃-1140℃，精轧入口温度780℃-880℃，终轧温度860℃-960℃；
5、轧后采用两段式分级控制冷却方式，出一冷段温度为800℃-900℃，出二冷段上冷床温度为750℃-800℃；
一火成材生产出锚杆钢指标为：Rel≥600MPa、抗拉强度Rm≥840MPa、屈强比Rel/Rm≤0.72、延伸率A5≥20％、冲击功20℃，Akv≥34J。
本发明的优点在于：
1.满足高强度与高塑韧性的成分、组织及生产工艺设计；
2.无缺陷铸坯和洁净钢技术控制。
3.采取的措施是合理的中碳钒氮微合金成分设计，控制合理冷速获得一定量铁素体比例的多相钢，使钢中组织为双相(或多相)F(＞50％)+P+M/A类型；
4.采用合适的末端电磁搅拌参数和连铸工艺，控制连铸坯中心偏析和缩孔级别≤1.5级；通过控轧控冷工艺获得晶粒适度细化，控制F尺寸在10-15μm之间，并提高组织均匀性；
5.控制更加细小的纳米级(≤50nm)第二相粒子沉淀析出强化以提高抗拉强度。
具体实施方式
实施例1：
钢坯材质为中碳低合金钢，其化学成份按重量百分比为C：0.41％、Si：1.51％、Mn：0.77％、V：0.11％、P：0.017％、S：0.01％、Ti：0.01％，余量为Fe；LF精炼周期65min/炉，采用全保护浇注，结晶器用XLZ-53B保护渣，电磁搅拌；连铸坯缩孔级别1级；按6流组织浇注，浇注周期45min/炉；中间包钢水液面高度680mm；中间包钢水过热度25℃；拉速2.60±0.05m/min控制；二冷比水量为0.90L/kg钢；开轧温度1080℃，精轧入口温度810℃；终轧温度900℃，轧后采用两段式分级控制冷却方式，出一冷段温度控制在860℃，出二冷段上冷床温度控制在780℃。
采用本发明生产的高强度低屈强比锚杆钢力学性能稳定，经北京市黑色冶金产品质量监督检验站检验，达到了屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥840MPa，屈强比Rel/Rm≤0.72，室温冲击功AKv≥34J的综合性能指标，检验结果见下表。
Figure BDA0000133291180000021
Figure BDA0000133291180000031

Claims (3)

1.一种锚杆钢的生产方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数为：
(1)钢坯材质为中碳低合金钢，其化学成份按重量百分比为：C：0.30-0.45％、Si：1.35-1.75％、Mn：0.60-1.00％、V：0.07-0.13％、P≤0.035％、S≤0.035％、Ti≤0.02％、余量为Fe；
(2)LF精炼周期按60min/炉-70min/炉；
(3)连铸过程采用130mm2小方坯全保护浇铸，按6-8流组织浇注；中间包钢水液面高度650-700mm，中间包钢水目标过热度20-28℃；拉速为2.5m/min-2.7m/min；Mg-C质水口及塞棒；结晶器采用XLZ-53B保护渣；连铸坯缩孔级别0.5-1.5级；二冷比水量为0.85/kg-0.95L/kg钢；
(4)轧制过程开轧温度1040℃-1140℃，精轧入口温度780℃-880℃，终轧温度860℃-960℃；
(5)轧后用两段式分级控制冷却方式，出一冷段温度为800℃-900℃，出二冷段上冷床温度为750℃-800℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的全保护浇注周期为40min/炉-70min/炉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的中间包采用二元碱度≥3.5的碱性覆盖剂。
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